前言
1 球磨機設(shè)備綜述
1.1 基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
1.2 磨礦機概述
1.2.1 磨礦機機理與分類
1.2.2 溢流型球磨機與格子型球磨機構(gòu)成
2 滑動軸承球磨機分析
2.1 軸承易燒損
2.2 電機易燒損
3.滾動軸承應(yīng)用
3.1 摩擦功耗分析
3.2 作業(yè)環(huán)境分析
3.3 軸承壽命計算
4 球磨機的改造設(shè)計
4.1 進料端蓋和進料口的設(shè)計
4.2 出料端蓋和出料口的設(shè)計
4.3 軸承部的設(shè)計
5 改造后的期望效果
6 此項技術(shù)改造存在的問題
7 結(jié)束語
前言
隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鋼材、有色金屬和水泥等基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)材料的消耗大幅攀升，2003 年中國的鋼產(chǎn)量首次突破 2 億噸，連續(xù)八年鋼產(chǎn)量居世界第一位。急劇增長的消費刺激了鋼材、有色金屬等大宗材料的生產(chǎn)設(shè)備迅速發(fā)展，以穩(wěn)產(chǎn)高效、節(jié)能降耗為基礎(chǔ)，對現(xiàn)有選礦設(shè)備進行革新改造在各企業(yè)得到廣泛重視，并得到迅猛發(fā)展。
玉溪大紅山鐵礦是在建特大型采、選、管道運輸聯(lián)合企業(yè)，設(shè)計最終生產(chǎn)規(guī)模為800萬t/a，采用高分段的無底柱分段崩落法井下開采，自磨－弱磁－強磁的選別流程，采用先進工藝和高效設(shè)備，提高效益，通過改革用工制度，改革經(jīng)營管理模式等方面貫徹新模式辦礦方針，其生產(chǎn)規(guī)模、采礦強度及效率、選礦技術(shù)指標(biāo)等都將處于我國黑色礦山的前列。
在選礦生產(chǎn)中，球磨是整個選礦工藝流程的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，磨礦作業(yè)在選礦廠的基建投資和生產(chǎn)費用中占較大比重。同時，磨礦也是整個選礦廠的“瓶頸”作業(yè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦質(zhì)量，對整個選礦廠的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)有重大影響。選礦業(yè)的大發(fā)展，刺激了球磨機制造技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，各種球磨機應(yīng)用技術(shù)研究在生產(chǎn)實踐中得到迅速深化，球磨機進一步向大型化、高自動化、低能耗方向發(fā)展。
在國際上大中型球磨機制造方面，采用滾動軸承替代滑動軸承成為一種趨勢。隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，滾動軸承制造水平日新月異，為在球磨機上使用滾動軸承替代傳統(tǒng)的滑動軸承創(chuàng)造了條件。
資源是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱，然而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源緊缺問題日趨嚴重，資源的相對不足已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一大隱患，經(jīng)濟快速發(fā)展與資源相對緊缺的矛盾日益凸顯出來。
節(jié)能降耗，減污增效是我國企業(yè)的發(fā)展方針，堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，節(jié)能優(yōu)先，效率為本的原則，為國家節(jié)約能源，為企業(yè)創(chuàng)造效益。本著以上原則對大紅山鐵礦(昆鋼玉溪大紅山礦業(yè)有限公司) 4.8×7m溢流型球磨機和2721格子型球磨機進行了節(jié)能技術(shù)改造分析。
本課題研究目的是通過在球磨機上應(yīng)用國產(chǎn)滾動軸承替代傳統(tǒng)的滑動軸承，進一步提升球磨機作為選礦主體設(shè)備的應(yīng)用水平，推動滾動軸承式球磨機在黑色冶金礦山選礦行業(yè)、水泥行業(yè)、有色金屬選礦業(yè)的應(yīng)用，促進整個磨機制造業(yè)的整體進步，為進一步降低能耗，提高企業(yè)整體經(jīng)濟效益發(fā)揮作用。
1.球磨機設(shè)備綜述
1.1基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
鋼材、有色金屬和水泥等是國民經(jīng)濟最重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料，也是使用量最多的功能性材料。改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，鋼材、有色金屬和水泥等材料消耗量大幅攀升。1999 年，我國生產(chǎn)的鋼材、有色金屬和水泥等三種大宗材料產(chǎn)量分別為 1.2395 億噸、699.7 萬噸、5.27 億噸，而到了 2003 年，上述三種大宗材料的產(chǎn)量已經(jīng)分別達到 2.4119 億噸、1205 萬噸、8.62 億噸。特別是 2003 年中國的鋼產(chǎn)量首次突破 2 億噸，連續(xù)第八年鋼產(chǎn)量居世界第一位，也成為全球第一個年產(chǎn)鋼量突破 2 億噸的國家。2003 年，中國粗鋼產(chǎn)量超過了日本和美國粗鋼之和。
世界都在關(guān)注中國難以置信的鋼鐵產(chǎn)量,中國鋼鐵行業(yè)乃至整個社會都在思考,作為一個人均占有資源極為匱乏的發(fā)展中國家,工業(yè)如何平衡、和諧發(fā)展至關(guān)重要，我國最終確立了建設(shè)節(jié)約型社會的發(fā)展綱領(lǐng)。整個社會各行各業(yè)都在圍繞節(jié)約能源、提高綜合經(jīng)濟效益而努力。
按照科學(xué)發(fā)展觀和走新型工業(yè)化道路的要求，鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是：“提高質(zhì)量，
發(fā)展品種，節(jié)約資源，環(huán)境協(xié)調(diào)，降低成本”。新一代鋼鐵制造流程目標(biāo)確定為：發(fā)展綠色、高效（即節(jié)能）的冶金制造技術(shù)。作為鋼鐵行業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的選礦業(yè)，隨著鋼鐵產(chǎn)業(yè)的膨脹也得到迅速提升。在選礦生產(chǎn)中，球磨作業(yè)是整個選礦生產(chǎn)工藝流程的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，發(fā)揮著承上啟下的作用。
磨礦作業(yè)在選礦廠基建投資和生產(chǎn)費用（主要是電耗、鋼耗）中占較大比重，也是整個選礦廠的“瓶頸”作業(yè)環(huán)境，直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦產(chǎn)品質(zhì)量，對后續(xù)作業(yè)指標(biāo)乃至整個選礦廠的經(jīng)濟指標(biāo)產(chǎn)生重大影響。
鋼鐵的急劇發(fā)展，激發(fā)了作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的選礦業(yè)的大發(fā)展，進一步刺激了球磨機制造技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新。各種球磨機應(yīng)用技術(shù)研究在生產(chǎn)實踐中得到迅速深化，球磨機進一步向大型化、高自動化、低能耗方向發(fā)展。
1.2磨礦機概述
1.2.1 磨礦機機理與分類
礦石的磨碎是在磨礦機機體中進行的，圓筒形磨礦機有一個空心圓筒，圓筒兩端是帶端蓋的空心軸頸，軸頸支承在軸承上。圓筒內(nèi)裝有各種破碎介質(zhì)，如鋼球、鐵球、鋼棒或礫石等，當(dāng)圓筒繞水平軸線按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時，裝在筒內(nèi)的破碎介質(zhì)和礦石在離心力和摩擦力的作用下，隨著筒體運動到一定高度，當(dāng)磨礦介質(zhì)的自身重力大于離心力時，脫離筒體內(nèi)壁拋射下落，產(chǎn)生沖擊而擊碎礦石。同時，磨礦機在運轉(zhuǎn)過程中，筒內(nèi)磨礦介質(zhì)相互間有滑動，對礦石也有一定研磨作用，所以礦石的磨碎主要靠破碎介質(zhì)落下時的沖擊力和運動時產(chǎn)生的研磨作用。
礦石由圓筒一端的空心軸頸不斷給入，而磨碎以后的產(chǎn)品經(jīng)過圓筒另一端的空心軸不斷排出，筒內(nèi)礦石的移動是利用不斷加入礦石的壓力來實現(xiàn)的。濕磨時，礦石被水流帶走，干磨時，礦石被抽出筒外的氣流帶走。
球磨機是鋼材、有色金屬和水泥等部門不可缺少的重要設(shè)備。從礦山開采的各種礦石需要達到單體分離，才能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。要實現(xiàn)單體分離，就需要將開采的礦石進行破碎、磨碎，然后進行分選。在選礦工業(yè)中，礦物顆粒成細粒、微粒嵌布，要分離他們，必須磨細至 0.3-0 .1 毫米，有時甚至需要磨至 0.05-0.074 毫米以下才能實現(xiàn)單體分離，所以磨礦作業(yè)在選礦工業(yè)流程中占有重要位置。
磨礦機按照磨礦介質(zhì)的不同可分為:球磨機(介質(zhì)為鋼球或鑄鐵球)；棒磨機(介質(zhì)為鋼棒)；礫磨機(介質(zhì)多是磨圓的卵石子)；自磨機 (被磨礦石作磨礦介質(zhì))。球磨機可以破碎各種硬度不同的礦石，其破碎比可以達到 200 以上。球磨機的給礦粒度一般不大于 65 毫米，最適宜的粒度為 6 毫米以下，產(chǎn)品粒度在 15-0.075 毫米之間。棒磨機用在礦石成粗粒嵌布的鎢礦、錫礦的磨礦處理上，也可用在球磨機前作粗磨，其給礦粒度一般不超過 20-25 毫米，產(chǎn)品粒度多在 3 毫米以下。目前，國內(nèi)選礦工業(yè)中，球磨機是使用最為廣泛的磨礦設(shè)備。
按照筒體的形狀，磨礦機又可分為圓錐形和圓筒形兩種，而圓筒形磨礦機又可分為短筒型和管型。短筒型球磨機的筒體長度一般小于等于兩倍的筒體直徑，管型的磨礦機的長度則不小于筒體直徑的 3 倍。管型磨礦機主要用于水泥工業(yè)，短筒圓錐形主要用于有色金屬礦石與黑色金屬礦石的粗磨、細磨作業(yè)。
按照排礦方式的不同，磨礦機可分為中心排礦和格子排礦兩種。中心排礦式磨機的磨
礦產(chǎn)品是經(jīng)過磨礦機排礦端的中空軸頸自由溢流，為此筒內(nèi)礦漿水平必須高于排礦軸頸最低母線的水平，這種磨礦機又叫溢流型磨礦機。格子排礦式磨機是在筒體排礦端安裝有排礦格子，磨礦產(chǎn)品經(jīng)過格子板的空隙排出，這種磨礦機又叫格子型磨機，多用在磨礦產(chǎn)品細而均勻的場合。
按照筒體支撐方式的不同，磨機分為軸承支承、托輥支承、軸承和托輥混合支承。軸承支承被廣泛采用在各種磨機生產(chǎn)中。
按照筒體傳動方式分為:周邊齒輪傳動、摩擦傳動及中央傳動三種。短筒型和錐形球磨機、自磨機廣泛采用周邊齒輪傳動，管型棒磨機多用中心傳動。
1.2.2溢流型球磨機與格子型球磨機構(gòu)成
溢流型球磨機與格子型球磨機主要由進料部、出料部、筒體部、軸承部、傳動部、潤滑系統(tǒng)等構(gòu)成。大紅山礦使用的有4.8×7m溢流型球磨機, 傳動形式均為邊緣傳動。為濕式溢流型球磨機，2721 為濕式格子型球磨機。傳動部和軸承部可互換，軸承部所用軸承均為滑動軸承，采用稀油站潤滑。
4870濕式溢流型球磨機筒體直徑為 4.8m，長7m。這種磨機在粉磨時，磨礦產(chǎn)品經(jīng)排礦端的中空軸徑自由溢流而出，出料口設(shè)計有反向螺紋，大顆粒返回磨機，小的顆粒流入篩子，篩下的物料流入磁選機，篩上物流入泵坑，由渣漿泵再抽送到 4870磨機中重新被磨碎。球磨機外型。
2721 為濕式格子型球磨機，筒體直徑為 2.7m，長 2.1m。此類磨機磨礦產(chǎn)品經(jīng)位于排礦端的格子板的孔隙排出后，再經(jīng)中空軸徑流出，由出料口流入篩子，篩下的物料流入磁選機，篩上物流入泵坑，由渣漿泵再抽送到 4870 磨機中重新被磨碎。此磨機在我礦用于一段。動力由 280KW 異步電動機帶動減速機驅(qū)動，電壓為 6000V。
圖1 球磨機外型如
2 滑動軸承球磨機分析
2.1軸承易燒損
球磨機作為一種重型機器，其主軸承支撐著整個回轉(zhuǎn)部的重量，另外，軸承還承受研磨體及物料拋落而產(chǎn)生的沖擊負荷。因此，主軸承球面瓦的燒損直接影響整臺設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，從而影響整個選礦生產(chǎn)線的運行。在實際生產(chǎn)中，滑動軸承的球面瓦經(jīng)常發(fā)生抱瓦，最終造成重大損失。具體原因包括三個因素：
(1)軸瓦制造因素
軸瓦合金材質(zhì)問題、鑄造問題和加工質(zhì)量缺陷，是導(dǎo)致軸瓦質(zhì)量問題的主要原因之一。軸瓦成分不達標(biāo)，合金組織不均勻，直接影響軸瓦性能。軸瓦合金和瓦座之間澆注質(zhì)量差，合金與瓦體有脫殼現(xiàn)象，導(dǎo)致合金脫落；有氣孔、裂紋、砂眼、夾渣、傷痕等缺陷，軸瓦尺寸精度不高，表面光潔度差等。要解決這些問題，就必須嚴格化驗軸瓦合金的化學(xué)成分，要保證其不低于 GBII74《鑄造合金》中的規(guī)定，軸瓦合金加工精度必須達到技術(shù)要求，加工后，要認真檢測，通過小錘敲擊合金表面，聽其生音、感其彈力來鑒別是否有脫胎、夾層等現(xiàn)象。必要時可以通過局部鏟、鉆、刮進行簡單探傷，以鑒別是否有有氣孔、裂紋、砂眼、夾渣、表面組織偏析等鑄造缺陷。因材質(zhì)原因及鑄造缺陷造成球面座的剛度不夠，在主軸承承受重載荷時，球面座變形，將球面瓦“抱死”。如何保證球面座材質(zhì)符合 JB/ ZQ40005 鑄件通用技術(shù)要求，要保軸承座材質(zhì)和合理的鑄造工藝，避免出現(xiàn)鑄造缺陷，是提高球面瓦運行質(zhì)量的重要措施。
在制造球磨機過程中，中空軸的加工質(zhì)量也直接影響球面軸瓦正常運轉(zhuǎn)。因此，中空軸頸加工精度及表面粗糙度比較關(guān)鍵，要嚴格控制中空軸徑的加工質(zhì)量，使其具有較好的形位公差是極為重要的。
（2）設(shè)備安裝因素
球磨機主軸承座水平標(biāo)高誤差及縱向、橫向水平度超標(biāo)，磨體運轉(zhuǎn)受熱膨脹伸長，使軸與軸瓦間隙變小，嚴重時把軸瓦推出球面接合面，使軸和軸瓦呈線性接觸，接觸應(yīng)力急劇增加，磨損加速，此為滑動軸承燒損的另一原因。另外，當(dāng)軸瓦與中空軸接觸角過小或過大，以及接觸點達不到要求，也可能造成上述后果。
針對上述原因，在安裝時必須保證兩主軸承座縱向中心線重合，控制不重合允差為 0.5mm，橫向中心線平行，且只允許出料端低于進料端，控制在 0.5mm 以內(nèi)，瓦口油偰尺寸應(yīng)符合設(shè)計與安裝要求，保證軸與軸瓦間形成油膜。要注意潤滑系統(tǒng)的密封，避免侵入灰塵。
(3)操作因素
由于潤滑油的粘度過低或油質(zhì)不好，以及混入雜質(zhì)或潤滑油沒有定期更換，也會導(dǎo)致軸瓦燒損。要解決這個問題，必須選擇優(yōu)質(zhì)的潤滑油。這樣，可在摩擦表面間形成良好油膜，減小磨體對軸瓦的沖擊，減小振動，降低摩擦阻力，降低功率消耗。因此，控制潤滑油質(zhì)量尤為重要。另外，軸瓦冷卻系統(tǒng)水質(zhì)存在問題也可造成軸瓦燒損。當(dāng)冷卻水質(zhì)較差時，有泥沙集聚在瓦體內(nèi)形成泥垢，使冷卻水起不到應(yīng)有冷卻作用。要使用潔凈的冷卻水，不得使用未經(jīng)處理的冷卻水。在磨機的日常維護中，要確保潤滑系統(tǒng)運行良好，避免造成供油減少或潤滑中斷，定期檢修、維護，保證磨機工作在良好潤滑狀態(tài)下。
通過嚴格控制生產(chǎn)制造工藝和質(zhì)量，精心安裝，保證軸瓦間可靠形成油膜，并有完善的冷卻系統(tǒng)、稀油潤滑系統(tǒng)，加之科學(xué)的維護管理，可有效控制軸瓦燒損，從而使設(shè)備良好運行，但這些措施無法從根本上解決球磨機燒瓦問題。
2.2電擊易燒損
交流電動機以結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、價格便宜等特點，得到了廣泛的應(yīng)用。隨著球磨機不斷向大型化發(fā)展，電動機容量越來越大，也暴露出許多新問題，電機容易燒毀。分析原因，主要是滑動軸承的使用，摩擦阻力較大，電機啟動電流過大，傳統(tǒng)滑動軸承2700 X 3600球磨機通常使用40OkW同步電動機，經(jīng)測量，當(dāng)球磨機正常啟動時，電機啟動電流能夠達到其額定電流的5-7倍，對供電設(shè)備要求較高，直接威脅設(shè)備安全。啟動電流過大，正常驅(qū)動轉(zhuǎn)矩卻只有電機額定轉(zhuǎn)矩的0.4-1.2倍，對于球磨機類啟動轉(zhuǎn)矩比較大的負載，為了能正常起動，必須增加電機容量，勢必造成電機“大馬拉小車”現(xiàn)象。
1 球磨機設(shè)備綜述
1.1 基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
1.2 磨礦機概述
1.2.1 磨礦機機理與分類
1.2.2 溢流型球磨機與格子型球磨機構(gòu)成
2 滑動軸承球磨機分析
2.1 軸承易燒損
2.2 電機易燒損
3.滾動軸承應(yīng)用
3.1 摩擦功耗分析
3.2 作業(yè)環(huán)境分析
3.3 軸承壽命計算
4 球磨機的改造設(shè)計
4.1 進料端蓋和進料口的設(shè)計
4.2 出料端蓋和出料口的設(shè)計
4.3 軸承部的設(shè)計
5 改造后的期望效果
6 此項技術(shù)改造存在的問題
7 結(jié)束語
前言
隨著我國國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，鋼材、有色金屬和水泥等基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)材料的消耗大幅攀升，2003 年中國的鋼產(chǎn)量首次突破 2 億噸，連續(xù)八年鋼產(chǎn)量居世界第一位。急劇增長的消費刺激了鋼材、有色金屬等大宗材料的生產(chǎn)設(shè)備迅速發(fā)展，以穩(wěn)產(chǎn)高效、節(jié)能降耗為基礎(chǔ)，對現(xiàn)有選礦設(shè)備進行革新改造在各企業(yè)得到廣泛重視，并得到迅猛發(fā)展。
玉溪大紅山鐵礦是在建特大型采、選、管道運輸聯(lián)合企業(yè)，設(shè)計最終生產(chǎn)規(guī)模為800萬t/a，采用高分段的無底柱分段崩落法井下開采，自磨－弱磁－強磁的選別流程，采用先進工藝和高效設(shè)備，提高效益，通過改革用工制度，改革經(jīng)營管理模式等方面貫徹新模式辦礦方針，其生產(chǎn)規(guī)模、采礦強度及效率、選礦技術(shù)指標(biāo)等都將處于我國黑色礦山的前列。
在選礦生產(chǎn)中，球磨是整個選礦工藝流程的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，磨礦作業(yè)在選礦廠的基建投資和生產(chǎn)費用中占較大比重。同時，磨礦也是整個選礦廠的“瓶頸”作業(yè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦質(zhì)量，對整個選礦廠的經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)有重大影響。選礦業(yè)的大發(fā)展，刺激了球磨機制造技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新，各種球磨機應(yīng)用技術(shù)研究在生產(chǎn)實踐中得到迅速深化，球磨機進一步向大型化、高自動化、低能耗方向發(fā)展。
在國際上大中型球磨機制造方面，采用滾動軸承替代滑動軸承成為一種趨勢。隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，滾動軸承制造水平日新月異，為在球磨機上使用滾動軸承替代傳統(tǒng)的滑動軸承創(chuàng)造了條件。
資源是國民經(jīng)濟發(fā)展的支柱，然而隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源緊缺問題日趨嚴重，資源的相對不足已成為制約我國經(jīng)濟發(fā)展的一大隱患，經(jīng)濟快速發(fā)展與資源相對緊缺的矛盾日益凸顯出來。
節(jié)能降耗，減污增效是我國企業(yè)的發(fā)展方針，堅持開發(fā)與節(jié)約并舉，節(jié)能優(yōu)先，效率為本的原則，為國家節(jié)約能源，為企業(yè)創(chuàng)造效益。本著以上原則對大紅山鐵礦(昆鋼玉溪大紅山礦業(yè)有限公司) 4.8×7m溢流型球磨機和2721格子型球磨機進行了節(jié)能技術(shù)改造分析。
本課題研究目的是通過在球磨機上應(yīng)用國產(chǎn)滾動軸承替代傳統(tǒng)的滑動軸承，進一步提升球磨機作為選礦主體設(shè)備的應(yīng)用水平，推動滾動軸承式球磨機在黑色冶金礦山選礦行業(yè)、水泥行業(yè)、有色金屬選礦業(yè)的應(yīng)用，促進整個磨機制造業(yè)的整體進步，為進一步降低能耗，提高企業(yè)整體經(jīng)濟效益發(fā)揮作用。
1.球磨機設(shè)備綜述
1.1基礎(chǔ)材料產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀
鋼材、有色金屬和水泥等是國民經(jīng)濟最重要的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)材料，也是使用量最多的功能性材料。改革開放以來，隨著我國國民經(jīng)濟的迅速發(fā)展，鋼材、有色金屬和水泥等材料消耗量大幅攀升。1999 年，我國生產(chǎn)的鋼材、有色金屬和水泥等三種大宗材料產(chǎn)量分別為 1.2395 億噸、699.7 萬噸、5.27 億噸，而到了 2003 年，上述三種大宗材料的產(chǎn)量已經(jīng)分別達到 2.4119 億噸、1205 萬噸、8.62 億噸。特別是 2003 年中國的鋼產(chǎn)量首次突破 2 億噸，連續(xù)第八年鋼產(chǎn)量居世界第一位，也成為全球第一個年產(chǎn)鋼量突破 2 億噸的國家。2003 年，中國粗鋼產(chǎn)量超過了日本和美國粗鋼之和。
世界都在關(guān)注中國難以置信的鋼鐵產(chǎn)量,中國鋼鐵行業(yè)乃至整個社會都在思考,作為一個人均占有資源極為匱乏的發(fā)展中國家,工業(yè)如何平衡、和諧發(fā)展至關(guān)重要，我國最終確立了建設(shè)節(jié)約型社會的發(fā)展綱領(lǐng)。整個社會各行各業(yè)都在圍繞節(jié)約能源、提高綜合經(jīng)濟效益而努力。
按照科學(xué)發(fā)展觀和走新型工業(yè)化道路的要求，鋼鐵材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向是：“提高質(zhì)量，
發(fā)展品種，節(jié)約資源，環(huán)境協(xié)調(diào)，降低成本”。新一代鋼鐵制造流程目標(biāo)確定為：發(fā)展綠色、高效（即節(jié)能）的冶金制造技術(shù)。作為鋼鐵行業(yè)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的選礦業(yè)，隨著鋼鐵產(chǎn)業(yè)的膨脹也得到迅速提升。在選礦生產(chǎn)中，球磨作業(yè)是整個選礦生產(chǎn)工藝流程的最關(guān)鍵環(huán)節(jié)，發(fā)揮著承上啟下的作用。
磨礦作業(yè)在選礦廠基建投資和生產(chǎn)費用（主要是電耗、鋼耗）中占較大比重，也是整個選礦廠的“瓶頸”作業(yè)環(huán)境，直接關(guān)系到選礦生產(chǎn)的處理能力、磨礦產(chǎn)品質(zhì)量，對后續(xù)作業(yè)指標(biāo)乃至整個選礦廠的經(jīng)濟指標(biāo)產(chǎn)生重大影響。
鋼鐵的急劇發(fā)展，激發(fā)了作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)的選礦業(yè)的大發(fā)展，進一步刺激了球磨機制造技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)新。各種球磨機應(yīng)用技術(shù)研究在生產(chǎn)實踐中得到迅速深化，球磨機進一步向大型化、高自動化、低能耗方向發(fā)展。
1.2磨礦機概述
1.2.1 磨礦機機理與分類
礦石的磨碎是在磨礦機機體中進行的，圓筒形磨礦機有一個空心圓筒，圓筒兩端是帶端蓋的空心軸頸，軸頸支承在軸承上。圓筒內(nèi)裝有各種破碎介質(zhì)，如鋼球、鐵球、鋼棒或礫石等，當(dāng)圓筒繞水平軸線按照規(guī)定的轉(zhuǎn)速回轉(zhuǎn)時，裝在筒內(nèi)的破碎介質(zhì)和礦石在離心力和摩擦力的作用下，隨著筒體運動到一定高度，當(dāng)磨礦介質(zhì)的自身重力大于離心力時，脫離筒體內(nèi)壁拋射下落，產(chǎn)生沖擊而擊碎礦石。同時，磨礦機在運轉(zhuǎn)過程中，筒內(nèi)磨礦介質(zhì)相互間有滑動，對礦石也有一定研磨作用，所以礦石的磨碎主要靠破碎介質(zhì)落下時的沖擊力和運動時產(chǎn)生的研磨作用。
礦石由圓筒一端的空心軸頸不斷給入，而磨碎以后的產(chǎn)品經(jīng)過圓筒另一端的空心軸不斷排出，筒內(nèi)礦石的移動是利用不斷加入礦石的壓力來實現(xiàn)的。濕磨時，礦石被水流帶走，干磨時，礦石被抽出筒外的氣流帶走。
球磨機是鋼材、有色金屬和水泥等部門不可缺少的重要設(shè)備。從礦山開采的各種礦石需要達到單體分離，才能滿足工業(yè)生產(chǎn)要求。要實現(xiàn)單體分離，就需要將開采的礦石進行破碎、磨碎，然后進行分選。在選礦工業(yè)中，礦物顆粒成細粒、微粒嵌布，要分離他們，必須磨細至 0.3-0 .1 毫米，有時甚至需要磨至 0.05-0.074 毫米以下才能實現(xiàn)單體分離，所以磨礦作業(yè)在選礦工業(yè)流程中占有重要位置。
磨礦機按照磨礦介質(zhì)的不同可分為:球磨機(介質(zhì)為鋼球或鑄鐵球)；棒磨機(介質(zhì)為鋼棒)；礫磨機(介質(zhì)多是磨圓的卵石子)；自磨機 (被磨礦石作磨礦介質(zhì))。球磨機可以破碎各種硬度不同的礦石，其破碎比可以達到 200 以上。球磨機的給礦粒度一般不大于 65 毫米，最適宜的粒度為 6 毫米以下，產(chǎn)品粒度在 15-0.075 毫米之間。棒磨機用在礦石成粗粒嵌布的鎢礦、錫礦的磨礦處理上，也可用在球磨機前作粗磨，其給礦粒度一般不超過 20-25 毫米，產(chǎn)品粒度多在 3 毫米以下。目前，國內(nèi)選礦工業(yè)中，球磨機是使用最為廣泛的磨礦設(shè)備。
按照筒體的形狀，磨礦機又可分為圓錐形和圓筒形兩種，而圓筒形磨礦機又可分為短筒型和管型。短筒型球磨機的筒體長度一般小于等于兩倍的筒體直徑，管型的磨礦機的長度則不小于筒體直徑的 3 倍。管型磨礦機主要用于水泥工業(yè)，短筒圓錐形主要用于有色金屬礦石與黑色金屬礦石的粗磨、細磨作業(yè)。
按照排礦方式的不同，磨礦機可分為中心排礦和格子排礦兩種。中心排礦式磨機的磨
礦產(chǎn)品是經(jīng)過磨礦機排礦端的中空軸頸自由溢流，為此筒內(nèi)礦漿水平必須高于排礦軸頸最低母線的水平，這種磨礦機又叫溢流型磨礦機。格子排礦式磨機是在筒體排礦端安裝有排礦格子，磨礦產(chǎn)品經(jīng)過格子板的空隙排出，這種磨礦機又叫格子型磨機，多用在磨礦產(chǎn)品細而均勻的場合。
按照筒體支撐方式的不同，磨機分為軸承支承、托輥支承、軸承和托輥混合支承。軸承支承被廣泛采用在各種磨機生產(chǎn)中。
按照筒體傳動方式分為:周邊齒輪傳動、摩擦傳動及中央傳動三種。短筒型和錐形球磨機、自磨機廣泛采用周邊齒輪傳動，管型棒磨機多用中心傳動。
1.2.2溢流型球磨機與格子型球磨機構(gòu)成
溢流型球磨機與格子型球磨機主要由進料部、出料部、筒體部、軸承部、傳動部、潤滑系統(tǒng)等構(gòu)成。大紅山礦使用的有4.8×7m溢流型球磨機, 傳動形式均為邊緣傳動。為濕式溢流型球磨機，2721 為濕式格子型球磨機。傳動部和軸承部可互換，軸承部所用軸承均為滑動軸承，采用稀油站潤滑。
4870濕式溢流型球磨機筒體直徑為 4.8m，長7m。這種磨機在粉磨時，磨礦產(chǎn)品經(jīng)排礦端的中空軸徑自由溢流而出，出料口設(shè)計有反向螺紋，大顆粒返回磨機，小的顆粒流入篩子，篩下的物料流入磁選機，篩上物流入泵坑，由渣漿泵再抽送到 4870磨機中重新被磨碎。球磨機外型。
2721 為濕式格子型球磨機，筒體直徑為 2.7m，長 2.1m。此類磨機磨礦產(chǎn)品經(jīng)位于排礦端的格子板的孔隙排出后，再經(jīng)中空軸徑流出，由出料口流入篩子，篩下的物料流入磁選機，篩上物流入泵坑，由渣漿泵再抽送到 4870 磨機中重新被磨碎。此磨機在我礦用于一段。動力由 280KW 異步電動機帶動減速機驅(qū)動，電壓為 6000V。
圖1 球磨機外型如
2 滑動軸承球磨機分析
2.1軸承易燒損
球磨機作為一種重型機器，其主軸承支撐著整個回轉(zhuǎn)部的重量，另外，軸承還承受研磨體及物料拋落而產(chǎn)生的沖擊負荷。因此，主軸承球面瓦的燒損直接影響整臺設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)，從而影響整個選礦生產(chǎn)線的運行。在實際生產(chǎn)中，滑動軸承的球面瓦經(jīng)常發(fā)生抱瓦，最終造成重大損失。具體原因包括三個因素：
(1)軸瓦制造因素
軸瓦合金材質(zhì)問題、鑄造問題和加工質(zhì)量缺陷，是導(dǎo)致軸瓦質(zhì)量問題的主要原因之一。軸瓦成分不達標(biāo)，合金組織不均勻，直接影響軸瓦性能。軸瓦合金和瓦座之間澆注質(zhì)量差，合金與瓦體有脫殼現(xiàn)象，導(dǎo)致合金脫落；有氣孔、裂紋、砂眼、夾渣、傷痕等缺陷，軸瓦尺寸精度不高，表面光潔度差等。要解決這些問題，就必須嚴格化驗軸瓦合金的化學(xué)成分，要保證其不低于 GBII74《鑄造合金》中的規(guī)定，軸瓦合金加工精度必須達到技術(shù)要求，加工后，要認真檢測，通過小錘敲擊合金表面，聽其生音、感其彈力來鑒別是否有脫胎、夾層等現(xiàn)象。必要時可以通過局部鏟、鉆、刮進行簡單探傷，以鑒別是否有有氣孔、裂紋、砂眼、夾渣、表面組織偏析等鑄造缺陷。因材質(zhì)原因及鑄造缺陷造成球面座的剛度不夠，在主軸承承受重載荷時，球面座變形，將球面瓦“抱死”。如何保證球面座材質(zhì)符合 JB/ ZQ40005 鑄件通用技術(shù)要求，要保軸承座材質(zhì)和合理的鑄造工藝，避免出現(xiàn)鑄造缺陷，是提高球面瓦運行質(zhì)量的重要措施。
在制造球磨機過程中，中空軸的加工質(zhì)量也直接影響球面軸瓦正常運轉(zhuǎn)。因此，中空軸頸加工精度及表面粗糙度比較關(guān)鍵，要嚴格控制中空軸徑的加工質(zhì)量，使其具有較好的形位公差是極為重要的。
（2）設(shè)備安裝因素
球磨機主軸承座水平標(biāo)高誤差及縱向、橫向水平度超標(biāo)，磨體運轉(zhuǎn)受熱膨脹伸長，使軸與軸瓦間隙變小，嚴重時把軸瓦推出球面接合面，使軸和軸瓦呈線性接觸，接觸應(yīng)力急劇增加，磨損加速，此為滑動軸承燒損的另一原因。另外，當(dāng)軸瓦與中空軸接觸角過小或過大，以及接觸點達不到要求，也可能造成上述后果。
針對上述原因，在安裝時必須保證兩主軸承座縱向中心線重合，控制不重合允差為 0.5mm，橫向中心線平行，且只允許出料端低于進料端，控制在 0.5mm 以內(nèi)，瓦口油偰尺寸應(yīng)符合設(shè)計與安裝要求，保證軸與軸瓦間形成油膜。要注意潤滑系統(tǒng)的密封，避免侵入灰塵。
(3)操作因素
由于潤滑油的粘度過低或油質(zhì)不好，以及混入雜質(zhì)或潤滑油沒有定期更換，也會導(dǎo)致軸瓦燒損。要解決這個問題，必須選擇優(yōu)質(zhì)的潤滑油。這樣，可在摩擦表面間形成良好油膜，減小磨體對軸瓦的沖擊，減小振動，降低摩擦阻力，降低功率消耗。因此，控制潤滑油質(zhì)量尤為重要。另外，軸瓦冷卻系統(tǒng)水質(zhì)存在問題也可造成軸瓦燒損。當(dāng)冷卻水質(zhì)較差時，有泥沙集聚在瓦體內(nèi)形成泥垢，使冷卻水起不到應(yīng)有冷卻作用。要使用潔凈的冷卻水，不得使用未經(jīng)處理的冷卻水。在磨機的日常維護中，要確保潤滑系統(tǒng)運行良好，避免造成供油減少或潤滑中斷，定期檢修、維護，保證磨機工作在良好潤滑狀態(tài)下。
通過嚴格控制生產(chǎn)制造工藝和質(zhì)量，精心安裝，保證軸瓦間可靠形成油膜，并有完善的冷卻系統(tǒng)、稀油潤滑系統(tǒng)，加之科學(xué)的維護管理，可有效控制軸瓦燒損，從而使設(shè)備良好運行，但這些措施無法從根本上解決球磨機燒瓦問題。
2.2電擊易燒損
交流電動機以結(jié)構(gòu)簡單、運行可靠、維護方便、價格便宜等特點，得到了廣泛的應(yīng)用。隨著球磨機不斷向大型化發(fā)展，電動機容量越來越大，也暴露出許多新問題，電機容易燒毀。分析原因，主要是滑動軸承的使用，摩擦阻力較大，電機啟動電流過大，傳統(tǒng)滑動軸承2700 X 3600球磨機通常使用40OkW同步電動機，經(jīng)測量，當(dāng)球磨機正常啟動時，電機啟動電流能夠達到其額定電流的5-7倍，對供電設(shè)備要求較高，直接威脅設(shè)備安全。啟動電流過大，正常驅(qū)動轉(zhuǎn)矩卻只有電機額定轉(zhuǎn)矩的0.4-1.2倍，對于球磨機類啟動轉(zhuǎn)矩比較大的負載，為了能正常起動，必須增加電機容量，勢必造成電機“大馬拉小車”現(xiàn)象。
